纹波对继电保护装置的影响
2007-11-06 14:43:26 来源：
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电力18讯： 摘要：通过事故实例，论述了直流系统纹波产生机理、现场检测及其对继电保护装置安全可靠运行的影响，并有针对性地提出了直流系统日常运行维护的有关措施。
关键词：直流系统；纹波；继电保护装置
中图分类号：TM77 文献标志码：B 文章编号：1003-0867(2007)06-0023-02
直流系统是发电厂、变电所（站）的重要设备系统，在正常运行和事故情况下都必须保证不间断地供电，并满足电压质量和供电能力的要求。直流系统事故，特别是直流电源中断，必将对厂、所（站）主设备造成严重损坏，对电力系统造成极其严重的事故和巨大经济损失，而对于直流系统电压质量的一个重要指标，纹波含量对电力系统及其厂、所（站）主设备造成的危害，往往容易被忽略。
2006年10月1日，山东诸城市供电公司110 kV解留站的工频相控式可控硅，直流蓄电池系统电压出现异常，35 kV解石线301断路器时限速断保护跳闸。现场检查发现，合闸母线、控制母线电压波动剧烈，合闸母线电压最低降至168 V，控制母线电压最高升至289 V，自动稳压失灵。检查充电机交流输入电源正常，整流输出电源异常。通过调整直流系统屏上的手动调压旋钮发现，可以将合闸母线电压调上去，但是控制母线电压随之上升很大，远远超出设备电压承受能力。经检查分析，确定该套直流系统已无法继续运行。在更换新的直流系统前，决定利用运行多年的相控式可控硅电容储能直流系统临时代替供电。
临时代替供电的相控式可控硅电容储能直流系统投运后，直流电压输出稳定，手动调压可靠，利用备用断路器分合闸操作，一切正常。2006年10月27日，110 kV解留站35 kV解程线302断路器时限速断保护跳闸，解程线供电的程戈庄站备用电源自动投入装置动作，切换至备用线路供电。对解留站35 kV解程线302断路器时限速断保护装置进行了检查和现场试验，一切正常，对35 kV解程线、相关一次设备、二次回路进行检查试验，未发现问题；对解留站直流系统进行检查，控制母线、合闸母线电压正常，未发现异常情况。
1 事故原因分析
110 kV解留站为1985年建设投运的变电站，保护装置采用电磁式继电器组成，直流系统是相控式可控硅整流铅酸蓄电池系统。1997年实施保护装置反事故措施时，对变压器中、低压侧时限速断保护和35 kV线路时限速断保护增加了部分静态继电器。
10月1日，35 kV解石线301断路器时限速断保护动作，检查发现静态继电器电路板的信号，及输出部分有明显的短路烧毁痕迹，配合生产厂家专业人员分析认为，信号出口电路板在短路烧毁过程中，产生的电弧致使出口接点短路。直流系统电压的大范围波动最高至289 V，是造成静态继电器电路板烧毁的主要原因。考虑全部静态继电器均承受了高电压的破坏，因此更换了该站全部静态继电器。
10月27日，当35 kV解程线302断路器时限速断保护动作后，首先对静态继电器进行了检查试验，在未发现问题后，对一次设备进行了检查试验，依旧未发现问题。通过再次对事故进行分析，转变思路，将检查重点转为直流系统。
直流系统临时更换静态继电器（时限速断保护）后，是否存在二次接线错误；交直流二次回路绝缘性能是否良好。首先应再次测量直流系统电压，测量值为223 V，稳定正常；检查保护装置二次接线，未发现错误；用500 V摇表测量交直流二次回路绝缘，绝缘良好；在解程线电流互感器一次侧加电流进行整组试验，正确良好。至此，事故查找似乎走入了死胡同。
经过再次仔细分析二次保护装置动作情况，两次均为静态继电器组成的时限速断保护动作，第一次很明显，由于直流系统电压波动原因导致误动作，第二次虽然临时直流系统电压稳定，未发现异常，考虑到静态继电器抗干扰能力弱的实际情况，把重点放在直流系统的检查上，立即利用示波器对直流系统输出进行详细的检查。结果发现，该套临时直流系统的直流输出波形不够平滑，有明显的交变波形存在。并发现其交流含量有效值在直流电压223 V时达到9.6 V，进一步试验，逐步调高直流系统交流输入电压（模拟电力系统电压正常波动），发现其交流含量有效值在直流电压缓慢升高的情况下急速上升，当直流电压升高到230 V时，交流电压有效值达到11.2 V。即随着系统电压的升高，交流含量呈放大升高特性，初步判断为直流系统纹波含量超标，导致事故的发生。
为进一步证明判断的正确性，到其他变电站对直流系统进行测量比较，结果发现，其他变电站的直流波形平缓，交流含量均为零，这就进一步证明了解留站直流系统纹波严重超标，是造成静态继电器误动作的原因。
2 事故中纹波产生的原因
由于直流稳压电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的，这就不可避免地在直流稳压量中多少带有一些交流成分，这种叠加在直流稳压量上的交流分量就称之为纹波。纹波的成分较为复杂，它的形态一般为频率高于工频的类似正弦波的谐波，另一种则是宽度很窄的脉冲波。
目前，诸城电力系统已广
关键词：直流系统；纹波；继电保护装置
中图分类号：TM77 文献标志码：B 文章编号：1003-0867(2007)06-0023-02
直流系统是发电厂、变电所（站）的重要设备系统，在正常运行和事故情况下都必须保证不间断地供电，并满足电压质量和供电能力的要求。直流系统事故，特别是直流电源中断，必将对厂、所（站）主设备造成严重损坏，对电力系统造成极其严重的事故和巨大经济损失，而对于直流系统电压质量的一个重要指标，纹波含量对电力系统及其厂、所（站）主设备造成的危害，往往容易被忽略。
2006年10月1日，山东诸城市供电公司110 kV解留站的工频相控式可控硅，直流蓄电池系统电压出现异常，35 kV解石线301断路器时限速断保护跳闸。现场检查发现，合闸母线、控制母线电压波动剧烈，合闸母线电压最低降至168 V，控制母线电压最高升至289 V，自动稳压失灵。检查充电机交流输入电源正常，整流输出电源异常。通过调整直流系统屏上的手动调压旋钮发现，可以将合闸母线电压调上去，但是控制母线电压随之上升很大，远远超出设备电压承受能力。经检查分析，确定该套直流系统已无法继续运行。在更换新的直流系统前，决定利用运行多年的相控式可控硅电容储能直流系统临时代替供电。
临时代替供电的相控式可控硅电容储能直流系统投运后，直流电压输出稳定，手动调压可靠，利用备用断路器分合闸操作，一切正常。2006年10月27日，110 kV解留站35 kV解程线302断路器时限速断保护跳闸，解程线供电的程戈庄站备用电源自动投入装置动作，切换至备用线路供电。对解留站35 kV解程线302断路器时限速断保护装置进行了检查和现场试验，一切正常，对35 kV解程线、相关一次设备、二次回路进行检查试验，未发现问题；对解留站直流系统进行检查，控制母线、合闸母线电压正常，未发现异常情况。
1 事故原因分析
110 kV解留站为1985年建设投运的变电站，保护装置采用电磁式继电器组成，直流系统是相控式可控硅整流铅酸蓄电池系统。1997年实施保护装置反事故措施时，对变压器中、低压侧时限速断保护和35 kV线路时限速断保护增加了部分静态继电器。
10月1日，35 kV解石线301断路器时限速断保护动作，检查发现静态继电器电路板的信号，及输出部分有明显的短路烧毁痕迹，配合生产厂家专业人员分析认为，信号出口电路板在短路烧毁过程中，产生的电弧致使出口接点短路。直流系统电压的大范围波动最高至289 V，是造成静态继电器电路板烧毁的主要原因。考虑全部静态继电器均承受了高电压的破坏，因此更换了该站全部静态继电器。
10月27日，当35 kV解程线302断路器时限速断保护动作后，首先对静态继电器进行了检查试验，在未发现问题后，对一次设备进行了检查试验，依旧未发现问题。通过再次对事故进行分析，转变思路，将检查重点转为直流系统。
直流系统临时更换静态继电器（时限速断保护）后，是否存在二次接线错误；交直流二次回路绝缘性能是否良好。首先应再次测量直流系统电压，测量值为223 V，稳定正常；检查保护装置二次接线，未发现错误；用500 V摇表测量交直流二次回路绝缘，绝缘良好；在解程线电流互感器一次侧加电流进行整组试验，正确良好。至此，事故查找似乎走入了死胡同。
经过再次仔细分析二次保护装置动作情况，两次均为静态继电器组成的时限速断保护动作，第一次很明显，由于直流系统电压波动原因导致误动作，第二次虽然临时直流系统电压稳定，未发现异常，考虑到静态继电器抗干扰能力弱的实际情况，把重点放在直流系统的检查上，立即利用示波器对直流系统输出进行详细的检查。结果发现，该套临时直流系统的直流输出波形不够平滑，有明显的交变波形存在。并发现其交流含量有效值在直流电压223 V时达到9.6 V，进一步试验，逐步调高直流系统交流输入电压（模拟电力系统电压正常波动），发现其交流含量有效值在直流电压缓慢升高的情况下急速上升，当直流电压升高到230 V时，交流电压有效值达到11.2 V。即随着系统电压的升高，交流含量呈放大升高特性，初步判断为直流系统纹波含量超标，导致事故的发生。
为进一步证明判断的正确性，到其他变电站对直流系统进行测量比较，结果发现，其他变电站的直流波形平缓，交流含量均为零，这就进一步证明了解留站直流系统纹波严重超标，是造成静态继电器误动作的原因。
2 事故中纹波产生的原因
由于直流稳压电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的，这就不可避免地在直流稳压量中多少带有一些交流成分，这种叠加在直流稳压量上的交流分量就称之为纹波。纹波的成分较为复杂，它的形态一般为频率高于工频的类似正弦波的谐波，另一种则是宽度很窄的脉冲波。
目前，诸城电力系统已广
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